RU197555U1 - Устройство контроля и управления мощностью электрической сети - Google Patents
Устройство контроля и управления мощностью электрической сети Download PDFInfo
- Publication number
- RU197555U1 RU197555U1 RU2019124413U RU2019124413U RU197555U1 RU 197555 U1 RU197555 U1 RU 197555U1 RU 2019124413 U RU2019124413 U RU 2019124413U RU 2019124413 U RU2019124413 U RU 2019124413U RU 197555 U1 RU197555 U1 RU 197555U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- electric network
- monitoring
- controlling
- utility
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/26—Power factor control [PFC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/22—Flexible AC transmission systems [FACTS] or power factor or reactive power compensating or correcting units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к устройствам, обеспечивающим сбережение электроэнергии. Технический результат заключается в повышении эффективной работы устройства контроля и управления мощностью электрической сети. Достигается тем, что устройство контроля и управления мощностью электрической сети представляет собой корпус, внутри которого установлены и закреплены электронный компенсатор с дисплеем и автоматический выключатель. Электронный компенсатор представляет собой соединенный регулятор мощности, блок измерения тока, активный PFC, пассивный фильтр, блок управления процессами и передающий блок, которые выполнены с возможностью их последовательного соединения.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам контроля и управления мощностью электрической сети, обеспечивающим сбережение электроэнергии, и может найти применение как на крупных производствах, так и в небольших компаниях. Заявленное устройство предназначено для компенсации мощности, кратковременной стабилизации напряжения, фильтрации помех в сети переменного тока 220В и 380В, возникающих при работе приборов, подключенных к сети.
Важным условием для стабильной работы является качество потребляемой электроэнергии и ее расход.
Качество потребляемой энергии является одним из ключевых показателей, определяющих энергоэффективность систем электропитания, и в значительной степень влияет на срок полезного использования всего электрооборудования. Отклонение параметров электропитания от номинальных значений может быть вызвано как качеством электроэнергии, обеспечиваемым поставщиком, так и характером электроустановок потребителей. В зависимости от типов нагрузки и качества поставляемой электроэнергии, пользователи сталкиваются с рядом проблем. К таким проблемам можно отнести следующие:
- неравномерная загрузка фаз,
- гармонические искажения,
- низкий коэффициент мощности.
При управлении процессорами в трехфазных системах сложно добиться равномерной загрузки всех фаз, поэтому зачастую одна или две фазы оказываются нагруженной больше остальных. Например, данная ситуация возникает при подключении большого количества однофазных устройств на одну из фаз трехфазной системы, вызывая повышенную загрузку данной фазы относительно остальных. Для трехфазных нагрузок технические средства с электроприводом (компрессора, насосы и др.) причиной перекоса может быть обусловлена дефектами в обмотках электродвигателей. Следствием чего будет являться снижение общего К.П.Д. системы. Кроме того, для системы с электроприводом это обуславливает превращение кругового вращающегося поля в эллиптический, что приводит к нагреву двигателей, повышению токов за счет возникновения режима электромагнитного тормоза. Таким образом, потребитель электроэнергии столкнется с ремонтом оборудования, выходящего из строя из-за низкого качества электроэнергии.
При гарантированном качестве потребляемой электроэнергии и отсутствии искажений, последние могут возникать в процессе потребления энергии и быть обусловлены характером нагрузки - импульсные источники питания электронных устройств, двигатели переменного тока, люминесцентные лампы и т.д. нелинейные электрические нагрузки создают искажения в питающей сети. Суммарный эффект этих нагрузок выражается в искажении напряжения, которое воздействует на другое оборудование, получающее электропитание от того же источника. Это как правило вызывает перегрев и рассинхронизацию в других устройствах, сбои в коммуникациях и сетях передачи данных, как следствие – повреждение аппаратуры. Гармонические искажения могут являться причиной снижения К.П.Д. системы.
Наличие гармоник снижает коэффициент мощности, что обусловлено повышением доли реактивной энергии.
Основными негативными эффектами, вызываемыми высшими гармониками напряжения и тока являются:
- искажение формы питающего напряжения,
- падение напряжения в распределительной сети,
- эффект гармоник, кратных трем в трехфазных сетях,
- резонансные явления на частотах высших гармоник,
- наводки в телекоммуникационных и управляющих сетях,
- повышение акустических шумов в электромагнитном оборудовании,
- вибрации в электромагнитных системах,
- нагрев и дополнительные потери в трансформаторах и электрических машинах,
- нагрев конденсаторов,
- нагрев кабелей распределительной сети.
Наличие в системе нагрузок с реактивным характером (вентиляция, кондиционеры, отопительные устройства, насосы, моторы и др.) приводит к увеличению реактивной мощности, и, как следствие, к снижению коэффициента мощности, так как реактивная мощность нагрузкой не потребляется (происходит обмен энергией между источником и потребителем), происходит снижение эффективности системы.
Мощность пропорциональна квадрату тока, при этом полезная работа и передача энергии в нагрузку осуществляется за счет активной мощности. Наличие реактивной составляющей приводит к увеличению тока нагрузки и снижению К.П.Д. системы, перегреву обмоток электродвигателей, насыщению сердечников трансформаторов и прочим негативным последствиям.
Пусковые токи и кратковременные падения напряжения, переходные процессы, вызывающие кратковременные превышения токов своих номинальных значений, могут быть обусловлены внешними и/или внутренними причинами. Как правило, на практике до 80% изменений напряжения в результате переходных процессов обусловлены переключениями на нагрузке (включение/выключение двигателей, систем кондиционирования, дроссели ламп и др.).
Данные проблемы могут вызвать следующие негативные последствия: преждевременный выход оборудования из строя, потеря данных и перезагрузка системы, выход из строя контроллеров с программируемой логикой, потери в результате простоя, частое перегорание ламп освещения и стартеров люминесцентных ламп, вынужденная замена обмоток двигателей вследствие пробоя изоляции, отказ источников бесперебойного питания.
Перечисленные выше факты не включают весь спектр негативных явлений, но являются при этом основными для решения вопросов, связанных со снижением потерь электроэнергии в электроустановках потребителей. Единственно возможный способ экономии электроэнергии заключается в снижении потерь и компенсации факторов, снижающих К.П.Д. систем электропотребления.
Попытки устранения указанных проблем были предприняты ранее в уровне техники, например в документе RU 174881 U1, опубликованном 09.11.2017 (данный источник был взят в качестве наиболее близкого аналога).
Однако, данное устройство в процессе эксплуатации показало свою недостаточную эффективности как при сбережении электроэнергии, так и при устранении остальных, указанных выше проблем.
Таким образом, задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков известного уровня техники.
Заявленная полезная модель направлена на повышение эффективной работы устройства контроля и управления мощностью электрической сети.
Данный результат полностью достигается совокупностью признаков независимого пункта формулы заявленной полезной модели.
Устройство контроля и управления мощностью электрической сети представляет собой корпус, внутри которого установлены и закреплены электронный компенсатор с дисплеем и автоматические выключатели. Электронный компенсатор представляет собой соединенных регулятора мощности, блок измерения тока, активный PFC, пассивный фильтр, блок управления процессами и передающий блок.
Устройство дополнительно содержит конденсаторную батарею, которая подключена через контакторы.
Передающий блок осуществляет передачу данных при помощи технологии 4G.
Устройство дополнительно содержит анализатор качества электроэнергии.
Устройство дополнительно содержит аварийный блок питания.
Устройство дополнительно содержит блок пожаротушения.
Заявленное устройство контроля и управления мощностью электрической сети содержит корпус с лицевой панелью, на которой расположены светодиоды, индуцирующие работу устройства. Внутри корпуса расположены и зафиксированы электронный компенсатор и автоматический выключатель.
Внутри электронного компенсатора расположена печатная плата из фольгированного стеклопластика, на которой расположены при помощи пайки элементы схемы (блоки):
PFC - Power Factor Correction (коррекция коэффициента мощности), это процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам.
Технически реализуется в виде той или иной дополнительной схемы на входе устройства.
Данная процедура, необходимая для равномерного использования мощности фазы и исключения перегрузки нейтрального провода трехфазной сети, обязательна для импульсных источников питания мощностью в 100 и более ватт. Компенсация обеспечивает отсутствие всплесков тока потребления на вершине синусоиды питающего напряжения и равномерную нагрузку на силовую линию.
Блок измерения тока, блок управления процессами, активный PFC, и пассивный фильтр служат для выравнивания синусоиды тока и напряжения и приводят их в соответствующие параметры сети.
Регулятор мощности и блок управления процессами уменьшают неравномерность загрузки фаз, а также увеличивают коэффициент мощности.
Активный PFC и пассивный фильтр служат для снижения гармонических колебаний по току и напряжению.
Передающий блок предназначен для передачи данных с устройства на компьютер процесса и итогов работы устройства.
Все блоки в электронного компенсатора могут быть настроены последовательно или параллельно.
Выполнение заявленного устройства приведенным образом обеспечивает устранение всех недостатков известного уровня техники и возникающих ранее и приведенных выше проблем.
Использование заявленного устройства предназначено для устранения таких проблем, как преждевременный выход оборудования из строя, потеря данных и перезагрузка системы, выход из строя контроллеров с программируемой логикой, частое перегарное ламп освещения и стартеров люминесцентных ламп, вынужденная замена обмоток двигателей в следствии пробоя изоляции, отказ источников бесперебойного питания, которые обычно вызываются пусковыми токами, кратковременное падение напряжений при переходных процессах.
Дополнительно в электронном компенсаторе могут быть установлены одна или несколько косинусных конденсаторных батарей, которые подключены через контакторы.
Заявленное устройство устанавливается после узлов учета электросетевой компании и не требует внесения изменений в проектную документацию и дополнительных согласований. Заявленное устройство не дает дополнительную нагрузку на сеть, оптимизирует напряжение в сети, что в свою очередь, продлевает «жизнь» электроприборов. Заявленное устройство также производит балансировку фаз, фильтрацию гармоник и увеличивает коэффициент мощности.
Все указанные выше преимущества заявленного устройства обеспечивают повышение эффективной работы устройства контроля и управления мощностью электрической сети.
Заявленная полезная модель является новой, поскольку совокупность ее существенных признаков не известна из уровня техники, и, соответственно, отвечает условию патентоспособности "новизна".
Заявленная полезная модель отвечает условию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку она может использоваться в промышленности.
Хотя настоящая полезная модель была раскрыта со ссылкой на предпочтительные варианты ее осуществления, это не предназначено для ограничения настоящей полезной модели, специалисты с общими знаниями в данной области техники настоящей полезной модели могут модифицировать и осуществить ее, не отступая от идеи и объема полезной модели, следовательно, объем охраны настоящей полезной модели должен регулироваться объемом, заданным в формуле полезной модели.
Claims (6)
1. Устройство контроля и управления мощностью электрической сети, характеризующееся тем, что представляет собой корпус, внутри которого установлены и закреплены электронный компенсатор с дисплеем и автоматические выключатели, электронный компенсатор, в свою очередь, состоит из регулятора мощности, блока измерения тока, активного PFC, пассивного фильтра, блока управления процессами и передающего блока, выполненных с возможностью их последовательного соединения.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит конденсаторную батарею, которая подключена через контакторы.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что передающий блок осуществляет передачу данных при помощи технологии 4G.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит анализатор качества электроэнергии.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит аварийный блок питания.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок пожаротушения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124413U RU197555U1 (ru) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Устройство контроля и управления мощностью электрической сети |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124413U RU197555U1 (ru) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Устройство контроля и управления мощностью электрической сети |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU197555U1 true RU197555U1 (ru) | 2020-05-13 |
Family
ID=70732277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019124413U RU197555U1 (ru) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | Устройство контроля и управления мощностью электрической сети |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU197555U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023048598A1 (ru) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Валерий Павлович БОБРОВ | Цифровая трансформаторная подстанция |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674267B2 (en) * | 2001-11-28 | 2004-01-06 | Abb Ab | Method and a device for compensation of the consumption of reactive power by an industrial load |
RU2280934C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Способ управления устройством компенсации реактивной мощности |
US20160164291A1 (en) * | 2014-10-23 | 2016-06-09 | Glenn Kenton Rosendahl | Electrical Power Tranmission |
US9373964B2 (en) * | 2012-05-16 | 2016-06-21 | General Electric Company | Optimized control of a power converter in response to load conditions |
-
2019
- 2019-08-01 RU RU2019124413U patent/RU197555U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674267B2 (en) * | 2001-11-28 | 2004-01-06 | Abb Ab | Method and a device for compensation of the consumption of reactive power by an industrial load |
RU2280934C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-07-27 | Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") | Способ управления устройством компенсации реактивной мощности |
US9373964B2 (en) * | 2012-05-16 | 2016-06-21 | General Electric Company | Optimized control of a power converter in response to load conditions |
US20160164291A1 (en) * | 2014-10-23 | 2016-06-09 | Glenn Kenton Rosendahl | Electrical Power Tranmission |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023048598A1 (ru) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Валерий Павлович БОБРОВ | Цифровая трансформаторная подстанция |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7573253B2 (en) | System for managing electrical consumption | |
Chapman | Harmonics causes and effects | |
Kumar et al. | Impact of power quality issues in residential systems | |
Cherian et al. | Pollution impact of residential loads on distribution system and prospects of DC distribution | |
Zhabelova et al. | Data center energy efficiency and power quality: An alternative approach with solid state transformer | |
US20150270057A1 (en) | Iterative Transformers With Complex Triple Windings And Systems For Reducing Electrical Consumption Using The Iterative Transformers | |
RU197555U1 (ru) | Устройство контроля и управления мощностью электрической сети | |
US20100061028A1 (en) | System for managing electrical consumption with coaxial communication line protection | |
US9859049B2 (en) | System for reducing electrical consumption with triple core iterative transformers | |
Tischer et al. | Hybrid filter for dynamic harmonics filtering and reduction of commutation notches-a case study | |
Bhatia | Power factor in electrical energy Management | |
Neha et al. | Effect of home appliances on power quality of conventional grid | |
Jain | Power quality: An introduction | |
Deng et al. | Energy Saving Analysis of Harmonic Suppression in a Distribution Network | |
US20150256090A1 (en) | Systems for reducing electrical consumption using triple core iterative transformers | |
CN107453360A (zh) | 一种供电质量优化装置及方法 | |
CN202474860U (zh) | 一种数码节能器 | |
Puchalapalli et al. | Harmonics assessment for modern domestic and commercial loads: A survey | |
CN203289368U (zh) | 一种多电源独立叠加新型励磁装置 | |
US10141096B2 (en) | Energy saving device with inductive capacitive reactor | |
Moreno-Munoz et al. | Power quality for energy efficient buildings | |
Diniş et al. | Power factor improvement in three-phase networks with unbalanced inductive loads using the Roederstein ESTAmat RPR power factor controller | |
RU2766314C1 (ru) | Цифровая трансформаторная подстанция | |
Kornilov et al. | Improving the quality of voltage in the conditions of the oxygen-converter shop of metallurgical production | |
Kalaskar et al. | Report On Harmonics Generation and Mitigation in Power System |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200802 |